KGPS中频熔炼炉使用说明书模板.docx
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KGPS中频熔炼炉使用说明书模板
前言
非常感谢您购买陕西科文机电设备有限公司KGPS系列中频电炉设备。
本说明书主要介绍KGPS系列中频电炉设备。
KGPS系列中频电炉设备是按目前最先进的技术设计、制造的，其先进性和可靠性将给您带来高效率和低维修量。
本说明书详述了KGPS系列中频电炉设备的工作原理、操作方法和维护要点等等，在使用前务必请详细阅读，并按要求进行日常维护工作，以延长设备的使用寿命，降低故障。
本说明书仅是KGPS系列可控硅中频电炉设备及其相关附件的技术说明文件。
说明书中提到的附件并不一定装在每一套电源内。
电源的具体成套范围应以供货合同和技术协议书为准。
本说明书所标示的有关技术数据，说明和规格是根据现有产品而定的，鉴于产品的不断改进和提高，我们有可能调整部分技术数据和零部件规格，调整之处我们会提供附加的技术说明文件。
今后若有与本说明书不符的产品应以改进后的产品和附加的技术说明文件为准。
对以前生产的产品我们不承担改进的责任。
目录
第一章概述………………………………………………………………………3
第二章规格和技术参数………………………………………………………………4
第三章主电路工作原理………………………………………………………………5
第四章控制板原理……………………………………………………………………14
第五章操作和安全守则………………………………………………………………22
第六章日常维护………………………………………………………………………24
第七章故障诊断………………………………………………………………………25
第八章安装……………………………………………………………………………29
第九章中频电炉的产品概述…………………………………………………………31
第十章附图
第一章中频电源概述
KGPS系列中频电源的作用是将输入的三相工频电能转变为单相中频电能，它主要用于中频感应熔化、保温、加热、淬火等等，作为此类设备的供电电源。
本系列电源的输出功率从100kW至12000kW，工作频率从100Hz至10kHz。
本系列电源的型号由二部分组成，见下图：
KGPS□□/□
工作频率
输出功率
系列号
例如：
KGPS1000/0.5
表示KGPS系列晶闸管中频电源，输出功率1000kW，工作频率500Hz。
本系列中频电源采用交流－直流－交流变频方式，中频电源部分包括并联电容器组，160kW以下中频电源规格的电容器组装在电源柜内，其它规格的中频电源均外置电容器组。
本系列电源的工作环境应符合下列要求：
1.海拔高度不超过2000米。
2.周围环境温度不高于+40℃，不低于－2℃。
3.周围环境湿度不大于85%（气温20±5℃时）。
4.周围环境没有导电易燃易爆尘埃，没有能腐蚀金属和破坏绝缘的气体，蒸汽，没有强烈震动。
5.电网电压波动不大于10%，波形畸变不大于10%。
6.冷却水压力为0.2~0.4MPa，进水温度不高于35℃。
7.冷却水水质符合国标GB10067-1-88的要求。
第二章常见中频电源规格和技术参数
本系列变频电源的技术参数见表2-1，表2-2和表2-3。
表2-1KGPS系列电源技术参数（3相6脉冲整流器）
型号
PS100
PS160
PS250
PS500
PS800
PS1000
额定功率（kW）
100
160
250
500
800
1000
输入电压（V）
380
380
380
380
660
660
输入电流（A）
180
290
450
920
810
1000
直流电压（V）
500
500
500
500
890
890
直流电流（A）
200
320
500
1000
900
1120
输出电压（V）
750
750
1500
1500
2400
2400
典型工作频率（Hz）
1000
1000
1000
1000
500
500
表2-2KGPS系列电源技术参数（3相6脉冲整流器）
型号
PS1250
PS1500
PS1800
额定功率（kW）
1250
1500
1800
输入电压（V）
660
660
660
输入电流（A）
1260
1500
1800
直流电压（V）
890
890
890
直流电流（A）
1400
1680
2000
输出电压（V）
2400
2400
2400
典型工作频率（Hz）
500
500
500
表2-3KGPS系列电源技术参数（6相12脉冲整流器）
型号
PS2000
PS2500
PS3000
PS4000
PS5000
PS6000
额定功率（kW）
2000
2500
3000
4000
5000
6000
输入电压（V）
660
660
900
900
900
900
输入电流（A）
2×1010
2×1260
2×1125
2×1500
2×1890
2×2250
直流电压（V）
890
890
1200
1200
1200
1200
直流电流（A）
2×1125
2×1400
2×1250
2×1670
2×2100
2×2500
输出电压（V）
2400
2400
3000
3000
3000
3000
典型工作频率（Hz）
500
500
250
250
250
250
第三章中频电源的主电路工作原理
本系列电源采用交流－直流－交流变频方式，由一个（或二个）三相桥式整流器将三相交流电变成直流，再由一个单相桥式逆变器将直流变为中频交流，整流器和逆变器均由可控硅（SCR）构成。
1、3相6脉波全控桥式整流器
3相6脉波全控桥式整流器电路如图3-1所示，电路中KP1、KP3、KP5的三个阴极连接在一起（共阴极组）。
在正向控制脉冲作用下，每一瞬间只有阳极电位最高的一相导通，KP2、KP4、KP6的三个阳极连在一起（共阳极组）。
在正向控制脉冲的作用下，每一瞬间只有阴极电位最低的一相导通，由图3-2所示的UA，UB，UC的相位关系可知，电路中整流元件的导通顺序为KP1→KP2→KP3→KP4→KP5→KP6。
六只可控硅的起始导电角依次互差600，整流元件交替工作一周期内每只管子导电1200，每经600后，其中二相换流一次。
在任何瞬间都有两只可控硅导电，为使全控桥能按上述顺序轮流导电，相应要求三相全控桥可控硅的触发脉冲UKP1，UKP2，UKP3，UKP4，UKP5，UKP6的频率要与被整流的三相电源的频率相同，相位依次互差600。
如果触发脉冲都在自然换流点送出，则得到电路工作情况及输出电压波形与不可控的三相桥式电路完全一样。
这时，整流桥输出的电压最高，称为全开放，通过加在可控硅上触发脉冲的相位延迟，即触发脉冲送出的时间从自然换流点延迟一个角度（称控制角），就可改变输出电压的大小。
因为每只整流可控硅的换流时间发生在触发脉冲送出的时刻。
在可控硅导通时，整流输出电压Ud等于桥臂中两只导通可控硅所联电源的线电压，也就是波形图上在一定控制角下，两相电压的垂直距离。
在图3-3中分别画出当=00，=300，=600，=900和=1200时，整流输出电压和可控硅SCR承受电压的波形。
当>600后，整流输出电压Ud出现负半波。
在此期间，作用在SCR上的电网的线电压已经反向，但此时电抗器中储存的能量向电网反馈。
当=900时，整流输
出电压的正半波与负半波大小相等，此反向电压小于电抗器在此时感应的正向电压，所以SCR仍继续导通，从能量的观点来说相等，因此整流输出电压平均值等于零。
>900时，整流输出电压的平均值为负值，这时电路进入有源逆变工作状态。
当=1200时，正半波的电压已不存在了，电抗器Ld的电感量不可能无限大，所以在有源逆变工作状态，当其储存的能量释放完后，电抗器的正向电势维持SCR导通的角度远小于1200。
图2-3e显示出了这时的Ud波形，很显然，波形出现振荡的特性。
实际上图2-3中所示的电压波形，没有考虑逆变电路工作时中频电压对它的影响，当逆变桥工作后，在电抗器前的波形已不再是光滑的了，如图2-4所示。
波形上所带小锯齿形是通过电抗器漏过来的中频电压。
每一可控硅上显示的管压降波形可用示波器进行观察，随控制角不同，有不同的波形。
根据波形，不仅可大概看出α角的大小，而且可看出每只可控硅的工作是否正常。
当α角等于零时，整流器输出端的电压为Ud=1.35U线，若U线=380伏，则Ud0=1.35×380伏=515伏（≈500伏）。
在不同的控制角α下，当电抗器的电感量Ld足够大时，可导出整流输出端电压为Udα=Ud0*COS。
U线=660V,Ud0=1.35×660V=891V.
三相桥式全控整流，在不同α角下，由于电抗器Ld的作用，整流元件在一周期内的导通角θ可以认为总是1200，即1/3周期。
由于一周内每个整流元件的导通时间是负载电流通过时间的1/3，因而流过可控硅的电流是负载电流平均值的1/3，对1000千瓦中频电源来说，整流输出的电流一般不超过1600安，所以流过管子的电流平均值不超过533安。
为了满足调压（调功）和保护的需要，要求整流触发脉冲的移相范围为1200，即角可在00（自然换流点处）1200至范围内可调。
当控制角=00时，整流器输出电压最高，其值为Ud0=1.35U线，U线是输入整流器的交流线电压有效值，对于KGPS100～KGPS500，U线=380V，Ud0=510V，对于KGPS500以上电源，U线=575V或660V或900V，Ud0=775V或890V或1200V。
整流器正常工作时，电流会在变压器内阻和输电线路上产生压降，所以整流器的实际最大输出电压比上述值要小十几伏。
随着控制角的改变，整流器的输出电压将在0到Ud0之间变化。
在一定负载下，这等于改变了输出功率，为了具有更宽的负载适应性，KGPS系列电源被设计成当整流器输出额定电压Ud0时，输出电流为额定电流的80%。
也就是说，当负载阻抗比额定阻抗低1.25倍时，KGPS系列固体电源依然能够输出额定功率。
电流互感器的输出信号送入控制板，当信号大于设定的保护值时，控制板将停止产生触发脉冲，原来导通的可控硅将在下一个换流时刻关断，而其它可控硅因没有触发脉冲不再导通，这样就使整流器停止工作。
输入电源线上同时接有三个压敏电阻，这些压敏电阻可以将外部线路上的突发性高电压吸收掉，以保护整流器。
在每个可控硅元件上并有电阻、电容构成的RC电路，用来吸收可控硅元件由导通变为截止时产生的过电压。
在每个可控硅上都串联一个快速熔断器，作为对可控硅元件的最终保护，这个保护措施是后备的，正常情况下快速熔断器不会被熔断，而是由速度更快的电子保护线路将过电流消除掉。
2、6相12脉波全控桥式整流器
6相12脉波全控桥式整流电路主要是将50Hz的交流电整流成直流。
由12个晶闸管组成的12脉波串联全控整流电路，输入工频电网电压（380V-900V），控制可控硅的导通，实现输出0～1150V连续可调的直流电压。
图3-4
3、单相桥式逆变器
该产品采用了并联逆变器，这种逆变器对负载变化适应能力强，见图3-7所示，它的作用是将三相整流电压Ud逆变成单相400-10KHz的中频交流电。
一般，由于功率大小、进线电压等原因，
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